Advertentie
Onderzoekers van de universiteit van Princeton melden een doorbraak in natrium-ionenbatterijen. De nieuwe technologie belooft een hogere energie- en vermogensdichtheid dan gangbare lithium-ionaccu’s, en bovendien een concurrerende levensduur.
Nieuwe perspectieven voor e-mobiliteit
De ontwikkeling van innovatieve, duurzame en krachtige batterijen voor elektrische voertuigen (EV’s) lijkt een keerpunt te naderen. Wetenschappers aan de Princeton University hebben een veelbelovende natrium-ionenbatterij ontwikkeld die qua prestaties en efficiëntie kan concurreren met de gebruikelijke lithium-iontechnologie.
De kern van deze technologische revolutie ligt in een nieuw organisch kathodemateriaal, bekend als bis-tetraaminobenzochinon (TAQ). Daardoor kan een energiedichtheid worden behaald die dicht bij de theoretische limiet ligt.
Sneller laden, grotere capaciteit
Natrium-ionenbatterijen worden al sinds het begin van de jaren 2010 intensief onderzocht en staan nu op de drempel van commercialisering. Het grote potentieel als alternatief voor lithium-ion komt voort uit de specifieke eigenschappen van natrium, dat in tegenstelling tot lithium in ruime hoeveelheden beschikbaar en relatief eenvoudig te winnen is.
De nieuwe technologie onderscheidt zich niet alleen door een hogere energiedichtheid, maar maakt ook duidelijk kortere laadtijden mogelijk. Volgens de onderzoekers kan de batterij óf dezelfde hoeveelheid energie in een fractie van de gebruikelijke tijd opslaan, óf meer energie in dezelfde laadtijd opnemen. Dit zou de actieradius van elektrische voertuigen aanzienlijk kunnen vergroten en de laadtijd flink verkorten.
Doorbraak dankzij organisch kathodemateriaal
Het succes van deze natrium-ionenbatterij is vooral te danken aan de toepassing van TAQ als kathodemateriaal. Deze organische verbinding onderscheidt zich door onoplosbaarheid en hoge geleidbaarheid. Daarnaast hebben de wetenschappers koolstofnanobuisjes gebruikt als bindmiddel om vrijwel het volledige actieve materiaal te benutten—een cruciale stap die de batterijprestaties dicht bij de theoretische limiet brengt.
Toekomstperspectief en uitdagingen
De technologie biedt niet alleen voordelen voor de auto-industrie, maar ook voor stationaire energieopslag, zoals in datacenters en hernieuwbare-energiesystemen. Desondanks zijn er nog enkele obstakels:
- De overschakeling van lithium- naar natrium-iontechnologie vereist aanpassingen in productie en infrastructuur.
- De langetermijnstabiliteit van de nieuwe accu’s moet in praktijktests nog worden aangetoond.
- Er zijn tot dusver geen commerciële elektrische voertuigen met natrium-ionenbatterijen op de markt.
Duurzaamheid ontmoet prestaties
De keuze voor natrium als basis voor hoogperformante accu’s biedt niet alleen technologische voordelen, maar draagt ook bij aan ecologische en economische duurzaamheid. Natrium is een relatief overvloedig element dat goedkoop kan worden gewonnen, in tegenstelling tot lithium. De onderzoekers dromen verder nog van batterijen gemaakt uit bronnen van organische materialen en zeewater, wat de weg vrijmaakt voor een toekomst waarin accu’s én betaalbaar én milieuvriendelijker zijn.